計算機網(wǎng)絡基礎微課版- 課件 模塊二：主題3計算機網(wǎng)絡IP地址

規(guī)劃網(wǎng)絡宏偉藍圖-網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)主講人：XXX計算機網(wǎng)絡基礎課前回顧課前回顧1．在安裝家用寬帶路由器或者調(diào)試局域網(wǎng)時，會進行IP地址的配置操作。在深入學習IP地址之前，能夠進行二進制與十進制之間的相互轉(zhuǎn)化是理解IP地址編址方式的基本前提。（1）位置記數(shù)法即根據(jù)數(shù)字在數(shù)字序列中所占用的位置來表示不同的值。請根據(jù)圖步驟序列中的提示，完成二進制值到十進制值的轉(zhuǎn)換，并將結(jié)果填在空白處。課前回顧（2）十進制值轉(zhuǎn)換為二進制值采用的方法類似天平稱重，如左圖所示。請仔細觀察該圖，并在右圖中的空白處填寫215對應的二進制值。課前回顧2．邏輯與（AND）運算是數(shù)字邏輯中使用的二進制運算之一。這種運算用于數(shù)據(jù)網(wǎng)絡中確定IP地址的網(wǎng)絡部分。運算規(guī)則是1和任何數(shù)相與，執(zhí)行復制操作；0和任何數(shù)相與，執(zhí)行置0操作。請將10.138.120.24和255.255.255.224執(zhí)行與操作后的結(jié)果填寫在圖中的空白處。學習提示2143IP地址的作用IP地址的組成與分類6

掩碼的作用默認網(wǎng)關(guān)的作用學習目標知識目標本節(jié)目標1.掌握IP地址的基本概念。2.掌握IP地址的分類。3.理解掩碼的作用。4.了解默認網(wǎng)關(guān)的作用和IP地址的管理方法。1.通過IP地址概念的學習，明確IP地址在因特網(wǎng)中尋址的重要意義，引導學生實現(xiàn)目標需要正確的方向和明智的決策，避免做“南轅北轍”的傻事。素質(zhì)目標能力目標1.能夠進行二進制和十進制之間的相互轉(zhuǎn)化。2.能夠進行網(wǎng)絡地址的相關(guān)運算。課程導入重點本節(jié)目標IP地址的結(jié)構(gòu)與分類二進制和十進制之間的相互轉(zhuǎn)化難點主題三：計算機網(wǎng)絡IP地址學習目標掌握IP地址的基本概念；掌握IP地址的分類；10

理解掩碼的作用；了解默認網(wǎng)關(guān)的作用；IP地址的概念11

現(xiàn)實生活中的不同實體采用不同的身份標識方法（具有唯一性特點）

中華人民共和國合法公民電話網(wǎng)絡中的電話機郵政通信系統(tǒng)中通信對象IP地址歷史與現(xiàn)狀12

IP地址的歷史沿革早期IP地址：自從1969年美國國防部授權(quán)ARPANET進行互聯(lián)網(wǎng)的試驗，就宣告了互聯(lián)網(wǎng)的誕生，IP地址也隨之啟用。IPv4地址：1982年，DCA和ARPA網(wǎng)制訂了網(wǎng)絡傳輸控制協(xié)議(TCP)和網(wǎng)際協(xié)議(IP)，這個協(xié)議組一般被簡稱為TCP/IP協(xié)議，TCP/IP締造了未來的網(wǎng)絡通訊模式。IPv6地址：隨著互連網(wǎng)發(fā)展速度的不斷加快，無論是CIDR技術(shù)還是NAT轉(zhuǎn)換技術(shù)，都無法阻止IPv4地址資源的耗盡，對下一代IP協(xié)議中足夠大的IP地址空間的要求已迫在眉睫。IP地址的概念13

計算機網(wǎng)絡中通信實體的身份標識方法為了實現(xiàn)計算機網(wǎng)絡中不同網(wǎng)絡節(jié)點（計算機設備）間之間的通信，該如何標識這些網(wǎng)絡節(jié)點呢？IP地址的定義：用于標識Internet中節(jié)點的每一個網(wǎng)絡接口的地址，之所以稱為IP地址，是沿用習慣的叫法。（后面在學習以太網(wǎng)的時候會采用另外一種地址）IP地址是在TCP/IP協(xié)議棧的網(wǎng)絡層定義的，所以也叫做網(wǎng)絡地址、邏輯地址、軟件地址等IP地址的概念14

如何查看你正在使用計算機上的IP地址方法一：ipconfig/all方法二：通過網(wǎng)絡連接信息查看ip地址IP地址的概念15

你查看到的IP地址格式（點分十進制表示法）

十進制表示（之所以采用十進制，是因為生活中常用，比較熟悉）分成四段，段與段之間用“●”隔開每段十進制的取值范圍預設為0~255，對嗎？IP地址的概念16

計算機世界中的IP地址格式（二進制位表示法）計算機只能識別二進制

TCP/IP協(xié)議規(guī)定：一個IP地址是采用32位二進制來表示。為了方便閱讀和記憶，人們把32位分成四個部分，每個部分8位，轉(zhuǎn)變對應的十進制數(shù)8位二進制的取值范圍是00000000~11111111IP地址的概念17

IP地址是主機在Internet上的一個全世界范圍內(nèi)唯一32位標識符IP地址：100.1.0.1作用：用來標識網(wǎng)絡中的一臺主機點分十進制：用4個十進制數(shù)表示，中間用圓點隔開100.29.0.201100100000111010000000000000010888832位+++二進制：思考：IP地址每段表示的十進制數(shù)最小值、最大值個為多少？IP地址的概念18

十進制數(shù)與二進制數(shù)間的轉(zhuǎn)換（復習）例：（34）10=（？）2在這里借用數(shù)學中的短除法，即用十進制數(shù)除2取余法。

342170282142221200001請注意：取余數(shù)時需要從下往上取。解得:（34）10=（100010）2=（00100010）2IP地址的概念19

十進制數(shù)與二進制數(shù)間的轉(zhuǎn)換（復習）采用除2取余法，增加了轉(zhuǎn)換的復雜度這里介紹一種“湊位法”上例中的十進制“34”若表示為二進制時，方法為：先用8個權(quán)值中的幾個之和湊為34=32（25）+2（21），意味著第5位、第1位的位數(shù)值為1，其余各位均為0，即（34）10=（00100010）201010001765432102627252423222120位標識位數(shù)值位權(quán)值表示為：0×27+1×26+0×25+1×24+0×23+0×22+0×21+1×20=(81)10

IP地址的概念20

十進制數(shù)與二進制數(shù)間的轉(zhuǎn)換（復習）IP地址的概念21

IP地址中十進制的取值范圍綜合所學，判斷前面預設IP地址中十進制取值范圍0~255還對否？192.168.1.5是合法IP地址嗎？192.168.2.256是合法IP地址嗎？192.168.2.2.1是合法IP地址嗎？IP地址的概念22

100.29.0.202365926058網(wǎng)絡號

標識主機所在的網(wǎng)絡主機號標識網(wǎng)絡中的一臺主機區(qū)號電話號Internet網(wǎng)絡1網(wǎng)絡2網(wǎng)絡3主機1主機2主機3互聯(lián)網(wǎng)具有層次結(jié)構(gòu)，IP地址也采用層次結(jié)構(gòu)思考：同一網(wǎng)絡中的主機的網(wǎng)絡標識是否相同IP地址的組成思考：同一網(wǎng)絡中的主機的主機標識是否相同IP地址的分類23

23A類B類C類D類E類字節(jié)1字節(jié)2字節(jié)3字節(jié)40網(wǎng)絡號主機號10網(wǎng)絡號主機號110網(wǎng)絡號主機號1110多播地址1111預留第一字節(jié)范圍000000000111111110000000101111111100000011011111111000001110111111100000111011110~127128~191192~223224~239240~255D類為多播地址（QQ群，代表的是一組人）只有A,B,C三類可供Internet網(wǎng)絡上的主機使用E類保留為實驗科研用思考：A、B、C三類地址各包含多少個網(wǎng)絡和主機分類IP地址的點分十進制數(shù)判定IP地址的分類24

24IP地址分類總結(jié)IP地址的容量空間為232=42億各類IP地址百分占比A、B、C類的最大網(wǎng)絡數(shù)、可容納的主機數(shù)和適用范圍網(wǎng)絡類最大網(wǎng)絡數(shù)網(wǎng)絡號首字節(jié)范圍每個網(wǎng)絡最大主機數(shù)適用范圍A27-2=1261~126224-2=16777214大型網(wǎng)絡環(huán)境B214-1=16383128~191216-2=65534中型網(wǎng)絡環(huán)境C221-1=2097151192~22328-2=254小型網(wǎng)絡環(huán)境A類網(wǎng)絡的網(wǎng)絡數(shù)量減2的原因是：網(wǎng)絡號0和網(wǎng)絡號127代表特殊的含義，不能用作網(wǎng)絡號。每個網(wǎng)絡中的主機數(shù)目都減2的原因是：主機號不能為全0和全1，分別代表網(wǎng)絡地址和廣播地址，不能分配給主機使用。特殊的IP地址——網(wǎng)絡地址25

25網(wǎng)絡地址包含了一個有效的網(wǎng)絡號和一個全“0”的主機號。如：114.0.0.0/8主機位全為0，為網(wǎng)絡地址，因此不能分配給主機使用。特殊的IP地址——廣播地址26

2626

直接廣播（DirectedBroadcasting）包含一個有效的網(wǎng)絡號和一個全“1”的主機號，即將IP地址中的主機號部分全部設置為1，如212.1.10.255/2411.17.1.211.17.1.3212.1.10.1212.1.10.2212.1.10.3路由器A路由器B路由器C目的地址：212.1.10.255路由器轉(zhuǎn)發(fā)直接廣播包發(fā)送到212.1.10.0網(wǎng)絡中的所有主機特殊的IP地址——廣播地址27

2727

有限廣播（LimitedBroadcasting）也稱受限廣播地址，指32位全為“1”的IP地址，即255.255.255.255。用于本網(wǎng)廣播，即被限制在本網(wǎng)絡之中。212.7.10.1212.7.10.2212.7.10.3路由器A路由器B路由器C11.0.0.211.0.0.311.0.0.411.0.0.5目的地址：255.255.255.255路由器隔離有限廣播包特殊的IP地址——多播地址28主機E主機F主機G路由器A主機A主機B主機C主機D發(fā)送多播數(shù)據(jù)包路由器復制多播數(shù)據(jù)包主機H主機I多播（LimitedBroadcasting）多播（Multicast）也稱為組播，D類的IP地址就屬于多播地址。224.0.0.1224.0.0.6特殊的IP地址——回環(huán)地址29

29回環(huán)地址在A類網(wǎng)絡中，當網(wǎng)絡號部分為127，主機號為任意值時的地址稱為回環(huán)地址。它主要用于網(wǎng)絡軟件測試以及本地進程之間的通信。本地主機特殊的IP地址——保留地址30

300.0.0.0表示所有不清楚的主機和目的網(wǎng)絡169.254.*.*使用DHCP無法自動獲取地址時，系統(tǒng)自動分配這個網(wǎng)段的地址IP地址的分類31

關(guān)于A類網(wǎng)絡數(shù)、每個網(wǎng)絡個數(shù)均減2的討論網(wǎng)絡0和網(wǎng)絡127.0.0.0是特殊IP地址，不劃歸為某一類每一個網(wǎng)絡的第一個地址是網(wǎng)絡地址，不能分配給某一主機用每一個網(wǎng)絡的最后一個地址是廣播地址，也不能分配給某一個主機用

網(wǎng)絡掩碼32

Netmask臺灣同胞稱其為“遮罩”，大陸同胞稱其為“掩碼”，合起來的意思是“遮掩”。掩碼也是一個32位的IP地址，不過它的網(wǎng)絡為1，主機為0（注意1和0是連續(xù)的，也就是1和0不能間隔）在定義上，與網(wǎng)絡地址非常類似，請同學們務必注意他們之間的區(qū)別掩碼的作用是用來分離給定IP地址的網(wǎng)絡部分和主機部分其另一個作用是用來劃分子網(wǎng)（將在項目5中討論著一內(nèi)容）網(wǎng)絡掩碼33

掩碼概念通過將網(wǎng)絡號所占二進制位置為1，主機號所占二進制位置為0，然后轉(zhuǎn)換成十進制計算得來的。用來確定IP地址的網(wǎng)絡號。mask172.29.0.2網(wǎng)絡號主機號1010110000011101000000000000001011111111111111110000000000000000255.255.0.0運算規(guī)則：0和任何數(shù)相與都等于0；1和任何數(shù)相與都等于任何數(shù)本身計算網(wǎng)絡號方法：IP地址與子網(wǎng)掩碼與運算101011000001110100000000000000101111111111111111000000000000000010101100000111010000000000000000172.29.0.0網(wǎng)絡掩碼34

掩碼的另外一個作用是用來劃分子網(wǎng)，如果不對網(wǎng)絡進行子網(wǎng)劃分，則使用的掩碼稱為默認掩碼思考：

IP地址的主機號怎么獲得網(wǎng)絡掩碼35

網(wǎng)絡號IP地址的主機號怎么獲得？方法是用給定IP地址與掩碼的反碼做“邏輯與”運算更為簡單的方法，得益于對IP地址概念的理解，實際上IP地址=IP地址網(wǎng)絡號+IP地址主機號。因此求得給定IP地址的網(wǎng)絡號，用給定IP地址-IP地址網(wǎng)絡號，即為給定IP地址的主機號網(wǎng)絡掩碼36

掩碼運算技巧的進一步探究：主要考慮規(guī)則：0和任何數(shù)相與都等于0；1和任何數(shù)相與都等于任何數(shù)本身仍然以前面的要求為例：給定的IP地址為202.197.147.3，掩碼為255.255.255.0。注意到給定IP地址的前3段--202.197.147.都是和255（相當于2進制的8個1）做與運算，這時使用規(guī)則“1和任何數(shù)相與都等于任何數(shù)本身”，得到的結(jié)果為202.197.147.再注意到給定的IP地址第4段—3是和掩碼的中的0做與運算，這時使用規(guī)則“0和任何數(shù)相與都等于0”，得到的結(jié)果為0，兩部分整合得到網(wǎng)絡號202.197.147.0如果掩碼部分不為255或0，此時只需將掩碼部分不為0的段轉(zhuǎn)化為二進制后，然后將給定IP地址和掩碼不為0的對應段轉(zhuǎn)化為二進制后，對應段做與運算IP地址必須和掩碼配對使用，IP地址脫離掩碼將毫無意義。給定IP地址和掩碼做與運算后得到的結(jié)果一致，說明他們位于同一網(wǎng)絡，可以直接通信，否則位于不同的網(wǎng)絡，不能直接通信，此時需要借助默認網(wǎng)關(guān)才能完成通信。兩個結(jié)論網(wǎng)絡掩碼37

應用舉例：本網(wǎng)網(wǎng)絡號：192.168.1.0192.168.1.2192.168.1.3本網(wǎng)網(wǎng)絡號：192.168.2.0本網(wǎng)網(wǎng)絡號：192.168.3.0192.168.2.2192.168.2.3192.168.3.2192.168.3.3路由器A路由器B路由器C路由器D目的地址：192.168.3.3目的地址：192.168.3.3取出目的地址使用設定的子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼：255.255.255.0&網(wǎng)絡號：192.168.3.0主機A網(wǎng)絡掩碼38

默認掩碼：A、B、C三類IP地址使用的掩碼A類網(wǎng)絡的網(wǎng)絡位為8，因此默認掩碼為255.0.0.0，簡記為/8B類網(wǎng)絡的網(wǎng)絡位為16，因此默認掩碼為255.255.0.0，簡記為/16C類網(wǎng)絡的網(wǎng)絡位為24，因此默認掩碼為255.255.255.0，簡記為/24可以看出：掩碼位數(shù)控制網(wǎng)絡的個數(shù)與網(wǎng)絡規(guī)模之間的關(guān)系，這驗證了教材P48圖2-7中網(wǎng)絡個數(shù)與網(wǎng)絡規(guī)模之間的變化規(guī)律這里還需要特別提醒：IP地址使用若使用默認掩碼，那么這個IP地址叫做分類網(wǎng)絡的IP地址。如果IP地址使用非默認掩碼，該IP地址不能叫做某類的IP地址。掩碼能夠取哪些值呢？（0、128、192、224、240、248、252、255）39

默認網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)一個網(wǎng)絡的出口就稱為網(wǎng)關(guān)。當一個主機要將數(shù)據(jù)發(fā)送給其他網(wǎng)絡的主機時，通常首先將數(shù)據(jù)發(fā)往網(wǎng)關(guān)Gateway路由器網(wǎng)絡A……InternetF0F1F0：192.168.0.140

IP地址的分配IP地址的分配方式：靜態(tài)與動態(tài)41

課堂練習1.判定下列IP地址類型（A、B或C類）①131.109.56.1

②78.36.6.90③220.103.9.56 ④240.9.12.2⑤19.6.91.245 ⑥129.9.236.52

⑦126.78.6.22.